CN103675591A - 一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路,包括相互连接的信号采集电路和信号检测电路，所述信号采集电路由电阻平衡桥组成；分别将电池母线的正、负极作为第一检测点、第二检测点，将负载母线的两端作为第三检测点和第四检测点；所述多点绝缘故障检测电路还包括由分别与第一检测点、第二检测点、第三检测点、第四检测点连接的开关K1、K2、K3和K4组成的开关切换阵列，所述开关K1、K3连接到电阻平衡桥的一端，开关K2、K4连接到电阻平衡桥的另一端。本发明在现有的绝缘检测电路上，通过开关切换阵列，实现单套绝缘故障检测电路进行多点绝缘故障检测。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池的绝缘检测，特别涉及动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路。
背景技术
绝缘故障检测功能是动力电池系统应用的基本功能之一，目前该功能一般由电池管理系统实现，且是检测动力电池组母线两端的绝缘状态。动力电池母线与负载之间一般都设计有继电器等开关器件，系统为安全和故障诊断定位的需求，需要电池系统能够在闭合输出继电器之前对负载母线的绝缘状态进行监控和检测，一般的做法是另外增加一套绝缘检测装置。这无疑增加了系统复杂性和成本。本专利技术设计一种电路，可以实现单个绝缘检测电路同时检测动力电池母线和负载母线的绝缘故障，并能够准确定位。
现阶段，动力电池或储能电池系统一般会配套安装电池管理系统，其中为满足电池系统的安全性要求，均会在电池管理系统中设计绝缘检测电路，对动力电池母线的绝缘状态进行监控和检测。
动力电池的输出到负载，一般设计有继电器或接触器的开关器件。当开关器件闭合，电池系统给负载供电，此时电池管理系统绝缘检测电路同时也对负载母线绝缘故障检测。如果负载母线存在绝缘故障，只有等到继电器闭合以后，由电池管理系统检测出来。按照系统的安全性要求，在负载母线存在绝缘故障的情况下，是不允许电池管理系统闭合继电器，接通电池系统的负载。
而要实现在闭合继电器前对负载母线的绝缘状态进行监控，则一般需要另外在负载侧增加一个独立的绝缘故障检测设备。采用该种解决方案主要存在的问题有3点：增加了系统的复杂性，影响系统可靠性；新增加的系统与电池管理系统已有的绝缘检测电路在继电器闭合后同时接入母线，会减低母线对地等效电阻，且会对彼此的检测精度产生影响；最后，新设备的增加，还会带来成本的增加。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路。
本发明采用的技术方案是：
一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路,包括相互连接的信号采集电路和信号检测电路，所述信号采集电路由电阻平衡桥组成；分别将电池母线的正、负极作为第一检测点、第二检测点，将负载母线的两端作为第三检测点和第四检测点；所述多点绝缘故障检测电路还包括由分别与第一检测点、第二检测点、第三检测点、第四检测点连接的开关K1、K2、K3和K4组成的开关切换阵列，所述开关K1、K3连接到电阻平衡桥的一端，开关K2、K4连接到电阻平衡桥的另一端。
具体的，所述第一检测点与第三检测点之间、第二检测点与第四检测点之间分别连接有继电器开关S1、S2。
具体的，所述电阻平衡桥包括串联在开关K1与车体地之间的电阻R1、R2，和串联在开关K2与车体地之间的电阻R3、R4；电阻R1与R2之间的结点和电阻R3与R4之间的结点作为信号采集电路的输出连接到信号检测电路。
优选的，所述开关切换阵列的切换由动力电池的电池管理系统的MCU控制。
本发明所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路，在现有的绝缘检测电路上，通过开关切换阵列，实现单套绝缘故障检测电路进行多点绝缘故障检测，具备电池系统和负载母线绝缘故障的定位识别功能，同时还可以减少了多套绝缘系统同时存在与母线而出现的异常现象，方案相对简单，成本增加较低，电路改造升级方便。
附图说明
图1是本发明所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路的系统应用框图；
图2是本发明所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路的实现原理图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
如图1所示，本发明所揭示的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路,分别将电池母线的正、负极作为第一检测点、第二检测点，将负载母线的两端作为第三检测点和第四检测点，所述第一检测点与第三检测点之间、第二检测点与第四检测点之间分别连接有继电器开关S1、S2。在继电器闭合之前，电池管理系统通过检测电路可以分别实现对第一检测点、第二检测点、第三检测点和第四检测点的绝缘故障检测。
如图2所示，所述动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路，包括相互连接的信号采集电路和信号检测电路，所述信号采集电路由电阻平衡桥组成；所述多点绝缘故障检测电路还包括由分别与第一检测点、第二检测点、第三检测点、第四检测点连接的开关K1、K2、K3和K4组成的开关切换阵列，所述开关切换阵列的切换由动力电池的电池管理系统的MCU控制。所述开关K1、K3连接到电阻平衡桥的一端，开关K2、K4连接到电阻平衡桥的另一端。所述电阻平衡桥包括串联在开关K1与车体地之间的电阻R1、R2，和串联在开关K2与车体地之间的电阻R3、R4；电阻R1与R2之间的结点和电阻R3与R4之间的结点作为信号采集电路的输出连接到信号检测电路。
具体工作时，电池管理系统的MCU控制开关切换阵列的切换：
（a）当控制开关K1和开关K2闭合时，可以实现对第一检测点和第二检测点的绝缘检测；
（b）当控制开关K1和开关K4闭合时，可以实现对第一检测点和第四检测点的绝缘检测；
（c）当控制开关K3和开关K2闭合时，可以实现对第三检测点和第二检测点的绝缘检测；
（d）当控制开关K3和开关K4闭合时，对与平衡电桥法是不能实现绝缘检测的，但对小信号激励或电流注入的检测电路，则仍是可以实现对第三检测点和第四检测点的绝缘检测。
当检测到第一检测点或第二检测点有绝缘故障时，说明电池系统存在绝缘故障；当第三检测点或第四检测点有绝缘故障时，说明负载存在绝缘故障。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路,包括相互连接的信号采集电路和信号检测电路，所述信号采集电路由电阻平衡桥组成；其特征在于：分别将电池母线的正、负极作为第一检测点、第二检测点，将负载母线的两端作为第三检测点和第四检测点；所述多点绝缘故障检测电路还包括分别与第一检测点、第二检测点、第三检测点、第四检测点连接的开关K1、K2、K3和K4组成的开关切换阵列，所述开关K1、K3连接到电阻平衡桥的一端，开关K2、K4连接到电阻平衡桥的另一端。
2.根据权利要求1所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路，其特征在于：所述第一检测点与第三检测点之间、第二检测点与第四检测点之间分别连接有继电器开关S1、S2。
3.根据权利要求1所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路，其特征在于：所述电阻平衡桥包括串联在开关K1与车体地之间的电阻R1、R2，和串联在开关K2与车体地之间的电阻R3、R4；电阻R1与R2之间的连接点和电阻R3与R4之间的连接点作为信号采集电路的输出端连接到信号检测电路。
4.根据权利要求1所述的动力电池输出母线多点绝缘故障检测电路，其特征在于：所述开关切换阵列的切换由电池管理系统的MCU控制。
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